南洋理工/海大AFM:理解钴单原子和小纳米粒子的协同效应:提高锌-空电池的氧还原反应催化活性和稳定性 2023年10月27日 上午10:34 • 头条, 干货, 顶刊 • 阅读 10 开发具有高催化活性、良好稳定性和资源丰富的氧还原反应(ORR)催化剂用于实用的金属-空气电池仍然是一个巨大的挑战。 新加坡南洋理工大学Zheng Liu、Xuehong Lu、海南大学Yipu Liu等人报道了一种高效且耐用的ORR催化剂(Co-SAs/SNPs@NC),它由以Co-N4形式存在的原子分散的Co 单原子(Co-SAs)和共锚定在氮掺杂多孔碳纳米笼上的小 Co纳米粒子(Co-SNPs)组成。 Co-SNPs可以有助于石墨层的形成,石墨层也可以作为Co-N4位点的载体,而不会牺牲碳载体的高度多孔结构。 得益于Co-SAs和Co-SNPs的协同作用以及石墨化程度提高带来的碳基体抗腐蚀性能增强,所得的Co-SAs/SNPs@NC催化剂在碱性条件下表现出优异的ORR活性和显著的稳定性,性能优于Co-SAs基催化剂 (Co-SAs@NC)和Pt/C催化剂。 密度泛函理论计算表明,Co-SNPs和 Co-N4位点之间的强相互作用可以增加Co-SAs/SNPs@NC中活性Co原子的价态,并降低ORR中间体的吸附自由能,从而促进O2的还原。 图1 材料制备及表征 此外,采用Co-SAs/SNPs@NC催化剂组装的实用锌-空电池显示出223.5 mW cm-2的最大功率密度、在50 mA cm-2下742 Wh kg-1的高比容量和优越的循环稳定性能。 该研究中发现的Co-SAs和Co-SNPs之间的强协同效应表明,通过精确控制Co-SAs/Co-SNPs的比例,有可能通过优化进一步提高Co基电催化剂的ORR性能。 图2 锌-空电池性能 Understanding the Synergistic Effects of Cobalt Single Atoms and Small Nanoparticles: Enhancing Oxygen Reduction Reaction Catalytic Activity and Stability for Zinc-Air Batteries. Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202104735 原创文章,作者:科研小搬砖,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/27/ca888d0da5/ 电池 赞 (0) 0 生成海报 微信扫码分享 相关推荐 南理工杨勇/沈锦优Small: 生物质诱导的双相碳装饰: 波段和电子工程用于高效N2光固定 2023年10月18日 Nature子刊:调节界面润湿性,实现可调谐CO2电还原制乙醇和乙烯 2023年10月3日 贾春江&马丁&刘锦程,最新Angew! 2024年11月7日 苏大Adv. Sci.:带正电Pt基纳米反应器助力高效稳定HER 2023年10月26日 李春忠/江宏亮JACS: 表面活性剂修饰电极表面,破坏界面氢键网络以促进H2O2电合成 2024年4月2日 广工大Small:通过SnS2-MXene异质结界面的内建电场协同加速硫物种的吸附-电催化 2023年10月12日